Дао, или Путь пенополистирола
Популярное
Тарифы на коммуналку: Москва — не Ереван. Но все же…
За счет чего в кризисном 2015 году будет построено от 88 до 90 млн кв. м жилья
Кто и зачем атакует Минстрой
Основная функция вспенивающегося пенополистирола (EPS) в дорожном строительстве — снижение нагрузки на основание в насыпях. Они возводятся, чтобы соблюсти геометрию дороги, нормы по уклонам и снегозаносимости, регламентированные высоты.
Чтобы дорога была ровной, без резких перепадов рельефа, овраги нужно поднимать, а холмы — срезать. Дополнительный эффект технологии — морозоустойчивость. Мировая практика знает применение EPS также в подпорных стенах и устоях мостов. Блоки пенополистирола хорошо выдерживают сейсмические нагрузки.
Преимущества EPS оценены уже во многих странах, но, к сожалению, не у нас, где потенциал этого материала еще далеко не раскрыт. Тем не менее, первые российские 15 тыс. куб. м EPS-блоков уже уложены в Санкт-Петербурге, где на нескольких объектах применен экструдированный пенополистирол (XPS). Пока единственный известный проект с EPS ведется на подходе к путепроводу через железную дорогу Санкт-Петербург — Москва в направлении к Софийской улице, где предусмотрена насыпь до 10 м. Устройством этого участка «на почве болотной и зыбкой», а точнее, на слабых тиксотропных грунтах, по ТУ занимается ГП «Дорсервис». А вдохновителем проекта стал первый зам. генерального директора компании, член экспертной комиссии при Минтрансе по стандартам и новым материалам к.т.н. Е.П. Медрес.
— EPS-блоки можно укладывать для насыпи в районах, где происходит постоянное льдообразование, — поясняет Евгений Петрович и добавляет: — Если сделать расчет правильно и выбрать оптимальный вариант из всего мирового набора технологий, надежность конструкции будет достаточной. Но за EPS-блоками будущее, и их надо применять смелее.
Высока ли цена инноваций? По расчетам ГП «Дорсервис», в ряду альтернативных безосадочных конструкций насыпей — так называемого свайного поля — призматических, цементопесчаных свай либо буровых столбов, выгоднее EPS. Например, применение призматических свай с жестким ростверком и наголовниками обойдется на 15—20% дороже. В сравнении с джетграутингом, для которого необходимо импортное оборудование, ожидаемый экономический эффект еще ощутимее: около 25%.
В перспективе на объектах ведущего работу предприятия возможно комбинирование EPS-блоков и пенобетона по методологии Е.П. Медреса. Суть в том, что, если насыпь устраивается на подтопляемых участках, в расчет включается гидростатическое всплытие. Сила воды выталкивает легкие блоки на поверхность, дополнительное устройство коннекторов не дает положительного эффекта. В данной ситуации возможно использование пенобетона в нижнем слое, что придает устойчивость и безопасность всей конструкции, помогает избежать всплытия блоков. Укрепленные пенобетоном откосы дорожной насыпи исключают воздействие ультрафилета на полимер.
Сторонники EPS выступают за то, чтобы полимер закладывался не только в трапецеидальные насыпи, как, собственно, и происходит на объекте Северной столицы, но и в подпорные стенки. В городе на Неве этот материал помог бы обойтись без свай при строительстве мостов.
— Заложенные под устои EPS-блоки выдержат мост и сделают насыпь безосадочной, — отмечают в ГП «Дорсервис». — Осадка конструкции в период строительства составляет максимум 8 см, что показывают и расчеты, и практика.
Уточним, что для устройства насыпей на слабых грунтах предпочтительны блоки высотой не менее 0,5—0,6 м, шириной в 1 м, длиной 2,5—3 и даже 6 м. EPS-блоки укладываются в подготовленное, выровненное песчаное основание в шахматном порядке. Каждый слой ложится внахлест, блоки соединяются коннекторами (зубчато). В итоге создается легкая монолитная структура, обладающая и внутренней, и внешней устойчивостью к различным воздействиям, ветровым и снеговым нагрузкам.
На автомагистралях помимо традиционной дорожной одежды для распределения усилий и дополнительной жесткости конструкции на EPS-блоки укладывается защитная железобетонная плита. Слои пенополистирола при этом создают достаточно ровную поверхность.
Среди преимуществ EPS — его долговечность. Гарантийный срок службы заявляется в полвека, и натурные испытания норвежцев показали, что блоки, успевшие пролежать в насыпи 30—35 лет, при динамическом воздействии и контакте с водой расчетных характеристик не изменили. Но тестировать пенополистирол с более долгим сроком эксплуатации будет уже следующее поколение автодорожников.
Эксперт компании «СИБУР» А.Л. Володиков рекомендует применять пенополистирол там, где с его помощью можно существенно сэкономить на объеме грунта при возведении высоких насыпей, а также в населенных пунктах. Технология экономически оправданна при стесненных условиях на путепроводах. Для обеспечения развязок приходится возводить несколько уровней дороги. И здесь встают две проблемы. Во-первых, нужно привезти сотни тысяч кубов грунта или песка. Во-вторых, дорожная конструкция может не выдержать своего многократно увеличившегося веса. EPS-блоки помогут выйти из положения. Кроме того, для их укладки на объекте потребуется меньше спецтехники.
Перспективность интересных решений с пенополистиролом не отрицает и завсектором геополотен РосДорНИИ А.П. Фомин, но с оговоркой, что при расчете технико-экономических вариантов должны взвешиваться конечные показатели: срок консолидации грунта и прочность EPS-блоков, т.е. их сохранность во время строительства. К слову, по вопросу консолидации есть более оптимистичное мнение: EPS позволяет рассчитать прогнозируемую величину осадки насыпи с большой точностью, что скажется на ровности дорожного полотна.
Если говорить о риске для верхней части насыпи, то на первый взгляд может показаться, что прочности EPS не хватит, чтобы выдержать дорожную техникую. Однако уточним, что нормируемый предел прочности EPS при изгибе составляет от 172 до 345 кПа, а сопротивление сжатию при 10-процентной деформации — от 70 до 200 кПа для различных марок.
Если при выборе материала для дорожного строительства сфокусироваться на теплоизоляции, т.е. рассматривать EPS-блоки в качестве утеплителя, то дорога на этапе строительства будет очень дорогой. Хотя при эксплуатации она что-то отыграет, став более устойчивой весной, что будет иметь свой экономический эффект. Особенно это значимо для северных регионов, где только что построенные дороги проваливаются и километрами уходят в болото. Если не дать земляному полотну в условиях вечной мерзлоты оттаять, его несущая способность не будет повреждена.
— При использовании EPS тепло не проникает в зону вечной мерзлоты, соответственно и дорога будет служить дольше, — отмечает главный специалист по технологиям и качеству ДСК «Автобан» А.В. Семянихин.
Интерес к технологии был заявлен в северных регионах, где стоит задача сохранить мерзлоту нетронутой, чтобы не пошла оттайка и не образовались просадки и разрушения. Два года назад РосДорНИИ начал готовить ОДМ для Якутии — это были первые подступы к теме. Теперь проектные решения с пенополистиролом включены в Альбом типовых дорожных конструкций, подготовленный РосДорНИИ совместно с «СИБУР Холдингом».
Для накопления критической массы применения, позволившей бы сформировать нормативно-техническую базу, необходима инициатива заказчика, регулятора. Чтобы технологией заинтересовались, нужно, чтобы проектировщики могли разработать технико-экономическое обоснование и доказать его Главгосэкспертизе, а подрядчики убедились бы в приемлемости инновации.
Но в любом случае кто-то должен стать первым.
Светлана ХАРИСОВА